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Elementos de Máquinas de Shigley - Projeto de Engenharia Mecânica - 8ª Ed. - 2011

Exercícios resolvidos: Elementos de Máquinas de Shigley - Projeto de Engenharia Mecânica - 8ª Ed. - 2011

Richard G BudynasIBSN: 9788563308207

Elaborado por professores e especialistas

Exercício

Um eixo é carregado em flexão e torção tal que Ma = 60 N•m, Ta = 40N•m, Mm = 50N•m e Tm = 30N•m. Para o eixo, Su = 700 MPa e Sy = 560 MPa, e um limite de resistência à fadiga completamente corrigido de Se = 210 MPa é assumido. Seja Kf = 2,2 e Kfs = 1,8. Com um fator de projeto de 2,0, determine o diâmetro mínimo aceitável do eixo usando:

(a) O critério DE-Gerber.

(b) O critério DE-elíptico.

(c) O critério DE-Soderberg.

(d) O critério DE-Goodman.

Discuta e compare os resultados.

Passo 1 de 6keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Fique atento agora! Os eixos de transmissão estão presentes em quase todos os sistemas mecânicos. Normalmente, eles apresentam secção circular maciça ou tubular e são submetidos a cargas combinadas de flexão e torção, apesar de existirem situações diferenciadas e adicionais em termos de carregamento.

O seu dimensionamento pode ser realizado a partir das equações convencionais da resistência dos materiais, que você revisou no capítulo 5 do livro texto, como de uma forma mais aprimorada, contemplando os parâmetros de fadiga descritos no capítulo 6.

Saiba que os critérios específicos de projeto estão disponíveis na bibliografia, apesar dos mesmos apresentarem resultados finais relativamente próximos, conforme você poderá observar no transcorrer dos seus estudos. Vamos em frente!

Passo 2 de 6keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

a) Utilizando DE-Gerber

Então, desta forma você terá como resposta:

Passo 3 de 6keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

b) DE-Eliptíco

Então, sendo assim, você terá como resposta:

Passo 4 de 6keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

c) Utilizando DE-Soderberg:

Então, desta forma, você terá como resposta:

Passo 5 de 6keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

d) Utilizando DE-Goodman:

Assim, desta forma, você terá como resposta:

Passo 6 de 6keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Portanto, você conclui pelos valores obtidos, que os quatro critérios propostos são relativamente equivalentes. Nota-se, entretanto, que o critério de Soderberg é o mais conservador destes (exigência de um diâmetro maior para o mesmo nível de carregamento).

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